§ 1. Техническое обслуживание аккумуляторных батарей

Основные данные по устанавливаемым на автомобилях аккумуляторным батареям приведены в табл. 10. Маркировка аккумуляторных батарей обозначает следующее: например, в батареях З-СТ-70 и 6-СТ-78 цифры 3 и 6 соответствуют количеству аккумуляторов, последовательно включенных в батарее; буквы СТ определяют ее назначение - стартерная; цифры 70 и 78 показывают номинальную емкость в а-ч.

Таблица 10. Основные данные по применяемым аккумуляторным батареям

В полной маркировке батарей дополнительно также вводятся буквы после цифры, обозначающей номинальную емкость батареи. Например: З-СТ-70 ПМСЗ или З-СТ-70 ПДС; 6-СТ-78 ЭМСЗ и т. д. В этой маркировке материал, применяемый для изготовления баков, обозначается буквами: Э - збонит или П - пластмасса. Материал сепараторов буквами: М-мипласт, Р - мипор, Д-дерево, МС - мипласт комбинированный со стекловойлоком, ДС - дерево комбинированное со стекловойлоком. Сухозаряженные батареи обозначены буквой 3.

Применяемые на автомобилях стартерные аккумуляторные батареи работают в тяжелых условиях.

При длительном пользовании стартером вследствие разрядки аккумуляторов большим током происходит резкое и неравномерное расширение активной массы пластин, из-за чего масса разрыхляется и оползает, а пластины коробятся. Коробление и разрушение пластин наблюдается также при зарядке аккумуляторов большим током, при их перезарядке, повышении плотности и температуры электролита. При перезарядке вследствие более интенсивного разрушения менее прочной активной массы положительных пластин происходит также интенсивное окисление и разрушение решеток этих пластин.

Явление перезарядки характерно для работы аккумуляторов на автомобиле в тех случаях, когда регулировка реле-регулятора не соответствует условиям эксплуатации.

При нормальной разрядке аккумулятора на поверхности его положительных и отрицательных пластин и внутри активной массы откладывается равномерный слой мелкокристаллического сульфата свинца (PbS0₄). Этот сульфат, пропитанный электролитом и перемешанный с активной массой, хорошо проводит электрический ток, при зарядке аккумулятора легко растворяется в электролите и, реагируя с ним, переходит в первичное состояние, образуя на положительных пластинах перекись свинца (РbO₂), а на отрицательных - губчатый свинец (Рb). При этом количество серной кислоты (H₂SO₄) в электролите увеличивается, а количество воды (Н₂O) уменьшается. В данном случае процесс разрядки и зарядки, происходящий в аккумуляторе, является обратимым. Таким образом, сульфитация представляет собой процесс, который постоянно происходит в аккумуляторах при их хранении и разрядке.

Однако при разрядке аккумулятора большим током на пластинах и в активной массе откладывается крупнокристаллический сульфат; крупные кристаллы сульфата образуются также при чрезмерной плотности электролита, при соприкосновении с воздухом частей пластин, не покрытых электролитом, при частых глубоких разрядках пластин и саморазрядке аккумулятора. Крупнокристаллический сульфат, занимая больший объем, чем активная масса пластин, закупоривает многочисленные поры в ней, что затрудняет, а при значительной сульфатации делает невозможной диффузию электролита внутрь пластин и приводит к падению напряжения и емкости аккумулятора.

По мере сульфатации и разрядки аккумулятора его внутреннее электрическое сопротивление возрастает, вследствие чего сульфа-тированная батарея быстро нагревается, и электролит начинает кипеть. При контрольной разрядке емкость такой батареи значительно ниже номинальной.

В случае глубокой сульфатации пластин процессы зарядки и разрядки становятся необратимыми, батарея не заряжается и становится непригодной к дальнейшей эксплуатации.

В процессе эксплуатации и хранения все аккумуляторные батареи постепенно саморазряжаются и теряют свою емкость даже в том случае, если к ним не подключены потребители. Допустимая потеря первоначальной емкости вследствие саморазрядки для новых аккумуляторных батарей при температуре в пределах от +20 до -5° С при хранении в течение 15 суток не должна превышать 1,1% емкости в сутки. На практике саморазрядка бывших в эксплуатации батарей достигает до 3% емкости в сутки, а при неудовлетворительном обслуживании батарея может саморазрядиться за одни сутки и даже за несколько часов.

При загрязнении электролита нужно, предварительно разрядив батарею током 10-часового режима до напряжения 1,7 в в каждом из аккумуляторов, вскрыть ее, слить электролит и промыть батарею. После этого батарею собирают, заливают в нее свежий электролит и снова заряжают.

Короткое замыкание разноименных пластин происходит в результате скопления на дне баков активной массы пластин (шлама), коробления и разрушения пластин, разрушения деревянных сепараторов, замерзания электролита. Замыкание выводных штырей аккумуляторов может возникнуть при разливе электролита по поверхности крышек, при их загрязнении, а также при наличии трещин в баках.

Аккумуляторные батареи необходимо содержать в чистоте и полной технической исправности. Не реже, чем через 15 дней эксплуа-тации, батарею очищают от пыли и грязи ветошью, смоченной в 10-процентном растворе нашатырного спирта или соды, вытирают с поверхности батареи электролит, проверяют целость бака, плотность крепления батареи в гнезде и наконечников проводов, прочищают вентиляционные отверстия в пробках аккумуляторов.

При ТО-1 клеммы и штыри очищают от окислов, а их неконтактные поверхности после подключения смазывают техническим вазелином. При подготовке батарей к зиме их утепляют.

Уровень электролита проверяют не реже, чем через 30 дней - зимой и 15 дней - летом, он должен быть на 10 - 15 мм выше предохранительного щитка или верхних кромок сепараторов. Доливка до уровня производится дистиллированной водой, причем зимой батарею сразу же включают на подзарядку от генератора автомобиля. Если уровень электролита понизился, то в аккумулятор доливают электролит той же плотности.

В аккумуляторных батареях с камерными крышками (рис. 103) Уровень электролита устанавливается автоматически. Для этого пробку 2 заливного отверстия 1 ставят на камеру 4 с вентиляционным отверстием 3, после чего заливают электролит до уровня, который на 15 - 20 мм ниже верхнего края заливного отверстия 1. При снятии пробки 2 камера 4 через вентиляционное отверстие 3 сообщается с атмосферой, и нормальный уровень электролита устанавливается автоматически.

Рис. 103. Автоматическая установка уровня электролита в аккумуляторе с камерной крышкой: 1 - заливное отверстие в камерной крышке; 2 - пробка; 3 - вентиляционное отверстие; 4 - камера

В обычных аккумуляторах уровень электролита проверяют при помощи стеклянной трубочки. Он должен быть на 10 - 15 мм выше верхних кромок сепараторов.

Для удаления излишнего электролита и установления его уровня можно использовать резиновую грушу с эбонитовым наконечником, в котором на расстоянии 15 мм от нижнего торца сделано контрольное отверстие.

При ТО-1 (не реже одного раза в 30 дней) проверяют степень разряженности батареи замером ее напряжения или определением плотности электролита.

Испытывать аккумулятор нагрузочной вилкой рекомендуется не чаще одного раза в месяц, так как при этом создается большая нагрузка на аккумулятор батареи.

При испытании нагрузочной вилкой ЛЭ-2 (рис. 104, а) аккумуляторных батарей емкостью 40 - 65 а-ч затягивают клемму 2, при этом параллельно вольтметру 4 включается проводник 3 с сопротивлением 0,018 - 0,020 ом; при испытании батарей емкостью 70 - 100 а-ч клемму 2 отвертывают, а клемму 5 затягивают, при этом включается проводник 1 с сопротивлением 0,010 - 0,012 ом; при испытании батарей емкостью 100 - 135 а-ч затягивают обе клеммы и проводники 1 и 3 включаются параллельно.

Во избежание взрыва газов в аккумуляторе при его испытании нагрузочной вилкой пробки батареи должны быть завернуты.

Хорошее состояние аккумулятора характеризуется устойчивым напряжением в 1,7 в при испытании его под нагрузкой в течение 5 сек. Расхождения в показаниях отдельных аккумуляторов должны составлять не более 0,1 в.

Рис. 104. Проверка степени разряженности аккумуляторной батареи: а - нагрузочной вилкой; б - по плотности электролита; 1 - проводник с сопротивлением 0,01 - 0,012 ом; 2 - клемма для включения сопротивления при проверке батарей емкостью 40 - 65 а-ч; 3 - проводник с сопротивлением 0,018 - 0,020 ом; 4 - вольтметр; 5 - клемма для включения сопротивления при проверке батарей емкостью 70 - 100 а-ч; 6 - ареометр; 7 - кислотомер; 8 - термометр

Степень разряженности аккумулятора определяется по следующим показаниям вольтметра нагрузочной вилки: 1,8 ÷ 1,7 в - аккумулятор полностью заряжен; 1,7 ÷ 1,6 в - аккумулятор разряжен на 25% емкости; 1,6 ÷ 1,5 в - аккумулятор разряжен на 50% емкости.

При отпущенных клеммах 2 и 5 вольтметр замеряет з. д. с. аккумулятора, которая обычно должна быть в пределах 2 - 2,2 в, а сразу после зарядки - 2,6 в.

Степень зарядки батареи и проверку ее под наррузкой проверяют на приборе НИИАТ ЛЭ-3 (рис. 105). Этот прибор рассчитан на одновременную проверку трех аккумуляторов, при проверке 12- сольтовых батарей его подключают поочередно на три аккумулятора. Для раздельного замера напряжения в каждом аккумуляторе переключатель 6 поочередно ставят в три положения. При этом стрелка вольтметра 8, останавливаясь в одной из трех цветных зон его шкалы - зеленой, желтой или красной соответственно, сигнализирует о состоянии каждого аккумулятора (хорошее, необходима зарядка, неисправен).

Рис. 105. Прибор НИИАТ ЛЭ-3 для проверки аккумуляторных батарей: а - общий вид; б - электрическая схема прибора; в - переключатель нагрузки; 1 - аккумуляторная батарея; 2 - красный зажим; 3 - подвижные пружинящие контакты; 4 - черный зажим; 5 - контактный сегмент ротора переключателя; 6 - переключатель вольтметра для последовательной проверки трех аккумуляторов батареи; 7 - панель пружинящих контактов; 8 - вольтметр; 9 - керамический корпус переключателя нагрузки; 10 - подвижная контактная пластина; 11 - 18 - секции нагрузочного сопротивления; 19 - резиновый упор; 20 - латунный контакт

Для проверки батареи под нагрузкой током стартерного разряда устанавливают корпус 9 переключателя нагрузки в одно из восьми фиксированных положений, при этом соответственно в цепь включаются все или часть секций 11 - 18 нагрузочных сопротивлений и проверяются батареи емкости от 135 а-ч до 42 а-ч.

Таблица 11. Зависимость степени разрядки аккумулятора по плотности (г/смsup3/sup) электролита (при температуре+15° С)

Плотность находящегося в батарее электролита определяется по показаниям шкалы ареометра (см. рис. 104, б). Для этого проба электролита забирается в кислотомер 7, Температура электролита замеряется термометром 8.

Для определения степени разрядки аккумулятора по изменению плотности электролита пользуются табл. 11. При этом необходимо знать, с какой плотностью электролита была выпущена батарея с зарядной станции и быть уверенным, что в процессе эксплуатации в нее не доливали электролит повышенной плотности.

При повышении температуры электролита более чем на 15°С на каждые 15° к приведенным в таблице показаниям ареометра добавляют 0,01 единицы, а при понижении - эту величину вычитают. Расхождение в плотности электролита отдельных аккумуляторов должно быть не более 0,01.

Запрещается эксплуатировать зимой батарею, разряженную более чем на 25% емкости. При плотности электролита в 1,21 - 1,17 он замерзает при температурах минус 28 - 18° С. Летом плотность электролита может снижаться не более чем на 50% емкости. Такие батареи следует отправлять на подзарядку.

Нельзя проверять степень зарядки батареи коротким замыканием ее выводных штырей ("на искру").

Рекомендуется один раз в три месяца снимать батареи с автомобилей и, независимо от степени разрядки их, заряжать на аккумулятор но-зарядной станции.

При длительном хранении батарей, если они саморазряжаются, а также все батареи, находящиеся в эксплуатации и на хранении, следует раз в год подвергать контрольно-тренировочному циклу (КТЦ).

Этот цикл заключается в более длительной, чем обычно, зарядке батареи до установленной для данного климатического района нормы и последующей ее контрольной разрядке током 10-часового режима со снижением напряжения до 1,7 в на аккумуляторе. Далее батарею заряжают при нормальном режиме. В случае, если отданная батареей при ее разрядке емкость менее 90% номинальной, то ее повторно подвергают контролю.

Аккумуляторные батареи выпускаются заводами в сухом виде без электролита. Батареи с синтетическими сепараторами изготовляют сухозаряженными.

Перед зарядкой этих батарей рекомендуется заливать в них электролит эксплуатационной плотности, которая указана ниже.

Для обеспечения нормальной работы аккумуляторов при составлении электролита следует применять химически чистую аккумуляторную серную кислоту (ГОСТ 667-53) и дистиллированную воду. Недопустимо применение технической серной кислоты и грунтовой или дождевой воды, стекающей с железных крыш, так как они содержат примеси железа, меди, хлора и других компонентов, которые вызывают саморазрядку и сульфатацию аккумуляторов.

При отсутствии дистиллированной воды для составления электролита можно применять чистую дождевую или снеговую воду, собранную в керамическую, стеклянную или пластмассовую посуду.

Приготовляют электролит в эбонитовой, керамической или фаянсовой посуде или в деревянных баках, облицованных внутри свинцом. Использовать для этого стеклянную посуду нельзя, так как вследствие значительного выделения тепла при взаимодействии кислоты с водой такая посуда может лопнуть.

При составлении электролита кислоту нужно заливать в воду тонкой струей, перемешивая раствор стеклянной палочкой. Недопустимо заливать воду в кислоту, так как она при этом быстро вскипает и разбрызгивается, причиняя опасные ожоги.

Так как электролит остывает медленно, рекомендуется вначале приготовить раствор плотностью 1,4, который в дальнейшем использовать для приготовления электролита требуемой плотности.

Для получения раствора плотностью 1,4 необходимо при удельном весе кислоты 1,84 - 1,8 смешать 0,4 - 0,45 л (0,74 - 0,81 кг) кислоты и 0,6 - 0,55 л воды.

Температура заливаемого электролита не должна превышать +25° С. Пропитка пластин после заливки электролита продолжается в течение трех часов,

Аккумуляторные батареи заряжаются постоянным током. Перед установкой на зарядку следует проверить температуру и уровень электролита. Температура в начале зарядки батареи не должна превышать +25° С, а уровень электролита над пластинами должен быть не меньше 8 мм .

Продолжительность зарядки батарей с сухозаряженными пластинами, если они хранились после выпуска менее года, составляет от 3 до 8 ч. При более длительном хранении батареи время зарядки может быть повышено до 25 ч. Величина зарядного тока, применяемая для сухозаряженных батарей, приведена в таблице 10.

При необходимости батареи можно подвергать форсированной зарядке. При этом ток зарядки первой ступени увеличивают в 1,5 раза против приведенного. Когда напряжение на аккумуляторе будет равным 2,4 в, ток зарядки снижают до второй ступени, соответствующей данным, приведенным в таблице 10. В конце зарядки напряжение на аккумуляторе должно быть равным 2,7 - 2,8 в.

В особых случаях, когда требуется срочно ввести батарею в эксплуатацию, можно ставить на автомобиль батареи с сухозаряженными пластинами без зарядки, но после пятичасовой пропитки электролитом плотностью 1,285. Если плотность электролита к концу пропитки будет ниже 1,24, то такую батарею следует подвергнуть кратковременной зарядке. При первой возможности эти батареи необходимо полностью зарядить. Плотность электролита в конце зарядки должна соответствовать эксплуатационной плотности, указанной выше.

При необходимости изменить плотность электролита в процессе подзарядки электролит из аккумулятора отсасывают с помощью резиновой груши и доливают в аккумулятор дистиллированную воду или электролит большей плотности. При выливании электролита из аккумуляторов не рекомендуется переворачивать батареи, так как шлам, находящийся между опорными призмами бака, может замкнуть пластины.

Окончание процесса зарядки аккумулятора характеризуется обильным газовыделением.

Чтобы установить, хорошо ли заряжена батарея, ее временно отключают от сети и через 2 - 3 мин повторно включают на зарядку. Если при этом наступит интенсивное газовыделение, то это будет означать, что батарея заряжена хорошо.

Исправность батареи после зарядки характеризуется одинаковыми и устойчивыми показателями при проверке ее нагрузочной вилкой и ареометром через несколько часов после зарядки. Расхождение в напряжении отдельных аккумуляторов должно быть не более 0,1 в, а в плотности электролита - не более 0,01.

Аккумуляторные батареи следует хранить в сухом виде или в рабочем состоянии.